CN114501181A - 一种远洋运输lng罐式集装箱的监控*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种远洋运输LNG罐式集装箱的监控***，它包括安装在每个LNG罐式集装箱上的数据采集端，安装在每艘上的船载北斗路由器以及地面监控中心；数据采集端用于获取LNG罐式集装箱的各种监控数据，对监控数据进行第一次分析处理，在组包并加入ID号、包序号和校验位后发送到船载北斗路由器；船载北斗路由器对接收到的监控数据进行存储以及第二次分析处理后，以短报文的形式发送到地面监控中心；地面监控中心对所有船载北斗路由器发送的数据进行汇总和集中处理。本发明采用无线模块与北斗通信组合方式，实现了低成本，低功耗，小体积，通过对获取的数据进行分析处理能够实现反向定位设备故障位置，为及时进行故障排除缩短了时间。

Description

一种远洋运输LNG罐式集装箱的监控***

技术领域

本发明涉及监控技术领域，尤其涉及一种远洋运输LNG罐式集装箱的监控***。

背景技术

液化天然气(Liquefied Natural Gas，简称LNG)属于危化品，采用罐体运输，需要实时监控罐体运输轨迹、压力、液位、倾角、温度等数据。然而，LNG的接卸运输成为一个较大的难题。目前中国进口LNG的接卸，主要通过LNG接收站，而这在很大程度上限制了LNG进口量的增加。采用罐式集装箱运输LNG破解这一难题，目前LNG罐式集装箱运输在国内尚处于起步阶段，LNG罐箱运输能够优化我国天然气存储运输渠道，实现国际水路、公路联运，在供暖季来临之际，将成为管道、LNG运输船及槽车运输模式的有效补充。与传统运输模式相比，罐式集装箱具有运输灵活便捷、覆盖范围广、“门对门”点供终端用户的特点，供气范围能覆盖天然气管网达不到的区域，且不受天气、道路条件限制，可极大地提高天然气周转率，对国内天然气产供储销统筹调配具有重要意义。

但是LNG罐式集装箱在远洋运输过程中的监测监控却是一大问题，如何对LNG罐式集装箱在远洋运输过程中进行实时监控，及时发现危险情况，避免危险扩大，是目前需要考虑的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种远洋运输LNG罐式集装箱的监控***，高效的解决LNG罐式集装箱在远洋运输过程中运输船和陆地监控中心同时实时监管问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种远洋运输LNG罐式集装箱的监控***，它包括安装在每个LNG罐式集装箱上的数据采集端，安装在每艘上的船载北斗路由器以及地面监控中心；所述数据采集端用于获取LNG罐式集装箱的各种监控数据，对监控数据进行第一次分析处理，在组包并加入ID号、包序号和校验位后发送到所述船载北斗路由器；所述船载北斗路由器对接收到的监控数据进行存储以及第二次分析处理后，以短报文的形式发送到地面监控中心；所述地面监控中心对所有船载北斗路由器发送的数据进行汇总和集中处理。

所述数据采集端采用间歇式工作模式，每个数据采集端均有唯一的ID号，每个船载北斗路由器间歇式接收船上所有数据采集端发送的监控数据，如果存在连续多次都没有接收到某一ID号的数据采集端发送的监控数据，则发出警告该数据采集端出现故障，需要派人前往处理，并将该数据采集端的信息上报到所述地面监控中心。

所述船载北斗路由器采用间歇式工作模式，每个船载北斗路由器均有唯一的ID号，地面监控中心间歇式接收所有船载北斗路由器发送的监控数据，如果存在连续多次都没有接收到某一ID号的船载北斗路由器发送的监控数据，则发出警告该船载北斗路由器出现故障，并以另外的通信方式通知该船的人员进行处理。

所述数据采集端包括数据采集模块、第一MCU控制模块、第一无线模块、第一告警模块和太阳能充电及电源模块；所述数据采集模块用于获取LNG罐式集装箱的各种监控数据并发送到所述第一MCU控制模块；所述第一MCU控制模块对接收到的监控数据进行第一次分析处理，根据分析处理结果判断是否需要发出警告，并对监控数据组包并加入ID号、包序号和校验位后通过所述第一无线模块发送到所述船载北斗路由器；所述太阳能充电及电源模块用于给所述数据采集模块、第一MCU控制模块和第一无线模块进行供电。

所述数据采集模块包括多个安装在LNG罐式集装箱上的位置、压力、液位、倾角和温度传感器，每种类型的传感器数量至少一个，用于采集某一种类型的监控数据；所有传感器均为间歇式工作模式，以降低整体的功耗；所有的传感器均有唯一的ID号。

所述第一MCU控制模块对接收到的监控数据进行第一次分析处理包括：对所述数据采集模块获取的各种监控数据进行阈值判断，如果某一种类型数据阈值超过设定阈值时，以及如果存在连续多次均没有接收到某一ID号的监控数据，则第一MCU控制模块通过第一告警模块进行声音和指示灯的警告提示；此时，第一MCU控制模块通过第一无线模块在向发送监控数据的同时，也发送异常告警信息。

船载北斗路由器包括存储模块、显示模块、第二告警模块、第二无线模块、第二MCU控制模块、北斗模块和电源模块；所述第二无线模块将接收到的所有数据采集端发送的监控数据传输到所述第二MCU控制模块进行第二次分析处理，将接收到的监控数据加上时间戳后送到存储模块进行存储，并通过北斗模块将监控数据发送到地面监控中心；所述显示模块用于显示以及查看每台LNG罐式集装箱当前和历史监控数据；所述电源模块用于给所述第二无线模块、第二MCU控制模块和北斗模块进行供电。

所述第二MCU控制模块对接收到的监控数据进行第二次分析处理包括：对所有数据采集端发送的各种监控数据逐一进行阈值判断，如果某一种类型数据阈值超过设定阈值时则定位到相应的数据采集端，判断该数据采集端是否发送异常告警信息，如果有，则第二告警模块发出警告提示，并派人到相应的数据采集端确认该种类型的传感器和LNG罐式集装箱是否异常，如果没有，则第二告警模块发出警告提示，并派人到相应的数据采集端确认第一MCU控制模块是否异常；

如果存在连续多次没有接收到某一ID号的数据采集端发送的所有监控数据，则第二告警模块发出警告提示，并派人到该数据采集端确认第一无线模块是否异常，如果存在连续多次没有接收到某一ID号数据采集端发送的某一种类型的数据，则第二告警模块发出警告提示，并派人到该数据采集端确认采集该种类型数据的传感器是否异常；

在第二告警模块发出警告提示后，船载北斗路由器在向地面监控中心发送监控数据的同时，也发送警告信息以及定位的故障信息。

本发明的有益效果是：本发明一种远洋运输LNG罐式集装箱的监控***，采用无线模块与北斗通信组合方式，实现了低成本，低功耗，小体积，解决了LNG罐式集装箱在远洋运输过程中的监控问题，通过对获取的数据进行分析处理能够实现反向定位到某一设备出现故障，为及时进行故障排除缩短了时间。

附图说明

图1为本发明的结构原理图；

图2为本发明的数据采集端的结构原理图；

图3为本发明的船载北斗路由器的结构原理图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，本发明具体涉及一种远洋运输LNG罐式集装箱的监控***，它包括安装在每个LNG罐式集装箱上的数据采集端，安装在每艘上的船载北斗路由器以及地面监控中心；所述数据采集端用于获取LNG罐式集装箱的各种监控数据，对监控数据进行第一次分析处理，在组包并加入ID号、包序号和校验位后发送到所述船载北斗路由器；所述船载北斗路由器对接收到的监控数据进行存储以及第二次分析处理后，以短报文的形式发送到地面监控中心；所述地面监控中心对所有船载北斗路由器发送的数据进行汇总和集中处理。

进一步地，数据采集端采用间歇式工作模式，每个数据采集端均有唯一的ID号，每个船载北斗路由器间歇式接收船上所有数据采集端发送的监控数据，如果存在连续多次都没有接收到某一ID号的数据采集端发送的监控数据，则发出警告该数据采集端出现故障，需要派人前往处理，并将该数据采集端的信息上报到所述地面监控中心。

进一步地，船载北斗路由器采用间歇式工作模式，间歇时间可根据用户要求自行设置，如每1分钟或者5分钟采集一次监控数据发送给地面监控中心，每个船载北斗路由器均有唯一的ID号，地面监控中心间歇式接收所有船载北斗路由器发送的监控数据，如果存在连续多次都没有接收到某一ID号的船载北斗路由器发送的监控数据，则发出警告该船载北斗路由器出现故障，并以另外的通信方式通知该船的人员进行处理。

如图2所示，数据采集端包括数据采集模块、第一MCU控制模块、第一无线模块、第一告警模块和太阳能充电及电源模块；所述数据采集模块用于获取LNG罐式集装箱的各种监控数据并发送到所述第一MCU控制模块；所述第一MCU控制模块对接收到的监控数据进行第一次分析处理，根据分析处理结果判断是否需要发出警告，并对监控数据组包并加入ID号、包序号和校验位后通过所述第一无线模块发送到所述船载北斗路由器；所述太阳能充电及电源模块用于给所述数据采集模块、第一MCU控制模块和第一无线模块进行供电。

进一步地，太阳能充电及电源模块包括太阳能充电板、电池、电池管理芯片，通过太阳能充电板将光能转换成电能存储到电池，电池管理芯片将电池输出的电能转换成各模块所需的电压。

进一步地，数据采集端的间隔时间可设置，如每1分钟或5分钟采集一次数据发送给船载北斗路由器，然后第一MCU控制模块关闭各模式工作电源，进入休眠模式，待定时到唤醒再次采集数据，实现了低功耗功能。

进一步地，数据采集模块包括多个安装在LNG罐式集装箱上的位置、压力、液位、倾角和温度传感器，每种类型的传感器数量至少一个，用于采集某一种类型的监控数据；所有传感器均为间歇式工作模式，以降低整体的功耗；所有的传感器均有唯一的ID号。

进一步地，第一MCU控制模块对接收到的监控数据进行第一次分析处理包括：对所述数据采集模块获取的各种监控数据进行阈值判断，如果某一种类型数据阈值超过设定阈值时，以及如果存在连续多次均没有接收到某一ID号的监控数据，则第一MCU控制模块通过第一告警模块进行声音和指示灯的警告提示；此时，第一MCU控制模块通过第一无线模块在向发送监控数据的同时，也发送异常告警信息。

其工作原理为：第一MCU控制模块从数据采集模块获取到LNG罐式集装箱监控数据，包括位置、压力、液位、倾角、温度等数据，再对监控数据进行组包并加入ID号、包序号、校验位等，再通过第一无线模块发送到船载北斗路由器。第一MCU控制模块同时对压力、液位、倾角、温度各数据进行阀值判别，当超过阀值时，第一MCU控制模块第一告警模块进行声音和指示灯提示。

如图3所示，船载北斗路由器包括存储模块、显示模块、第二告警模块、第二无线模块、第二MCU控制模块、北斗模块和电源模块；所述第二无线模块将接收到的所有数据采集端发送的监控数据传输到所述第二MCU控制模块进行第二次分析处理，将接收到的监控数据加上时间戳后送到存储模块进行存储，并通过北斗模块将监控数据发送到地面监控中心；所述显示模块用于显示以及查看每台LNG罐式集装箱当前和历史监控数据；所述电源模块用于给所述第二无线模块、第二MCU控制模块和北斗模块进行供电。

进一步地，船载北斗路由器的间隔时间可设置，如每1分钟或5分钟采集一次数据发送给船载北斗路由器，然后第二MCU控制模块关闭各模式工作电源，进入休眠模式，待定时到唤醒再次采集数据，实现了低功耗功能。

进一步地，第二MCU控制模块对接收到的监控数据进行第二次分析处理包括：对所有数据采集端发送的各种监控数据逐一进行阈值判断，如果某一种类型数据阈值超过设定阈值时则定位到相应的数据采集端，判断该数据采集端是否发送异常告警信息，如果有，则第二告警模块发出警告提示，并派人到相应的数据采集端确认该种类型的传感器和LNG罐式集装箱是否异常，如果没有，则第二告警模块发出警告提示，并派人到相应的数据采集端确认第一MCU控制模块是否异常；

如果存在连续多次没有接收到某一ID号的数据采集端发送的所有监控数据，则第二告警模块发出警告提示，并派人到该数据采集端确认第一无线模块是否异常，如果存在连续多次没有接收到某一ID号数据采集端发送的某一种类型的数据，则第二告警模块发出警告提示，并派人到该数据采集端确认采集该种类型数据的传感器是否异常；

在第二告警模块发出警告提示后，船载北斗路由器在向地面监控中心发送监控数据的同时，也发送警告信息以及定位的故障信息。

其工作原理为：船载北斗路由器通过第二无线模块接收各数据采集端发送的数据，将接收到的数据加上时间戳再送到存储模块进行存储；将多台数据采集端的数据进行数组包，再通过北斗模块的短报文功能发送到监控中心；将接收到的数据送到显示模块进行显示，通过显示模块可查看每台LNG罐式集装箱当前和历史监控数据；对各数据采集端发送的压力、液位、倾角、温度等数据进行阀值判别，当超过阀值时，进行声音、指示灯、显示提示。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种远洋运输LNG罐式集装箱的监控***，其特征在于：它包括安装在每个LNG罐式集装箱上的数据采集端，安装在每艘上的船载北斗路由器以及地面监控中心；所述数据采集端用于获取LNG罐式集装箱的各种监控数据，对监控数据进行第一次分析处理，在组包并加入ID号、包序号和校验位后发送到所述船载北斗路由器；所述船载北斗路由器对接收到的监控数据进行存储以及第二次分析处理后，以短报文的形式发送到地面监控中心；所述地面监控中心对所有船载北斗路由器发送的数据进行汇总和集中处理。

2.根据权利要求1所述的一种远洋运输LNG罐式集装箱的监控***，其特征在于：所述数据采集端采用间歇式工作模式，每个数据采集端均有唯一的ID号，每个船载北斗路由器间歇式接收船上所有数据采集端发送的监控数据，如果存在连续多次都没有接收到某一ID号的数据采集端发送的监控数据，则发出警告该数据采集端出现故障，需要派人前往处理，并将该数据采集端的信息上报到所述地面监控中心。

3.根据权利要求1所述的一种远洋运输LNG罐式集装箱的监控***，其特征在于：所述船载北斗路由器采用间歇式工作模式，每个船载北斗路由器均有唯一的ID号，地面监控中心间歇式接收所有船载北斗路由器发送的监控数据，如果存在连续多次都没有接收到某一ID号的船载北斗路由器发送的监控数据，则发出警告该船载北斗路由器出现故障，并以另外的通信方式通知该船的人员进行处理。

4.根据权利要求1所述的一种远洋运输LNG罐式集装箱的监控***，其特征在于：所述数据采集端包括数据采集模块、第一MCU控制模块、第一无线模块、第一告警模块和太阳能充电及电源模块；所述数据采集模块用于获取LNG罐式集装箱的各种监控数据并发送到所述第一MCU控制模块；所述第一MCU控制模块对接收到的监控数据进行第一次分析处理，根据分析处理结果判断是否需要发出警告，并对监控数据组包并加入ID号、包序号和校验位后通过所述第一无线模块发送到所述船载北斗路由器；所述太阳能充电及电源模块用于给所述数据采集模块、第一MCU控制模块和第一无线模块进行供电。

5.根据权利要求4所述的一种远洋运输LNG罐式集装箱的监控***，其特征在于：所述数据采集模块包括多个安装在LNG罐式集装箱上的位置、压力、液位、倾角和温度传感器，每种类型的传感器数量至少一个，用于采集某一种类型的监控数据；所有传感器均为间歇式工作模式，以降低整体的功耗；所有的传感器均有唯一的ID号。

6.根据权利要求5所述的一种远洋运输LNG罐式集装箱的监控***，其特征在于：所述第一MCU控制模块对接收到的监控数据进行第一次分析处理包括：对所述数据采集模块获取的各种监控数据进行阈值判断，如果某一种类型数据阈值超过设定阈值时，以及如果存在连续多次均没有接收到某一ID号的监控数据，则第一MCU控制模块通过第一告警模块进行声音和指示灯的警告提示；此时，第一MCU控制模块通过第一无线模块在向发送监控数据的同时，也发送异常告警信息。

7.根据权利要求1所述一种远洋运输LNG罐式集装箱的监控***，其特征在于：船载北斗路由器包括存储模块、显示模块、第二告警模块、第二无线模块、第二MCU控制模块、北斗模块和电源模块；所述第二无线模块将接收到的所有数据采集端发送的监控数据传输到所述第二MCU控制模块进行第二次分析处理，将接收到的监控数据加上时间戳后送到存储模块进行存储，并通过北斗模块将监控数据发送到地面监控中心；所述显示模块用于显示以及查看每台LNG罐式集装箱当前和历史监控数据；所述电源模块用于给所述第二无线模块、第二MCU控制模块和北斗模块进行供电。

8.根据权利要求7所述一种远洋运输LNG罐式集装箱的监控***，其特征在于：所述第二MCU控制模块对接收到的监控数据进行第二次分析处理包括：对所有数据采集端发送的各种监控数据逐一进行阈值判断，如果某一种类型数据阈值超过设定阈值时则定位到相应的数据采集端，判断该数据采集端是否发送异常告警信息，如果有，则第二告警模块发出警告提示，并派人到相应的数据采集端确认该种类型的传感器和LNG罐式集装箱是否异常，如果没有，则第二告警模块发出警告提示，并派人到相应的数据采集端确认第一MCU控制模块是否异常；

如果存在连续多次没有接收到某一ID号的数据采集端发送的所有监控数据，则第二告警模块发出警告提示，并派人到该数据采集端确认第一无线模块是否异常，如果存在连续多次没有接收到某一ID号数据采集端发送的某一种类型的数据，则第二告警模块发出警告提示，并派人到该数据采集端确认采集该种类型数据的传感器是否异常；

在第二告警模块发出警告提示后，船载北斗路由器在向地面监控中心发送监控数据的同时，也发送警告信息以及定位的故障信息。

Images